JP2005131904A - Ink cartridge and inkjet recording apparatus - Google Patents

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亨 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and high-reliability ink cartridge which can realize a compact/light-weight printer, and moreover has a low possibility of contaminating hands with ink even if the user touches the cartridge in the ink cartridge attachable and separable to an inkjet printer with an inkjet head and a feeding mechanism for feeding the ink to the inkjet head. <P>SOLUTION: A liquid absorbing member is disposed on at least one face of the inkjet cartridge outside. At this time, a printable number of sheets is regulated by an ink amount stored in the cartridge. An absorbing member with the ink absorbing capability of an amount necessary for the printing is set inside. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インクジェット記録方式で用いられる、インクを収納した交換型のインクカートリッジに関するものである。   The present invention relates to an exchangeable ink cartridge containing ink, which is used in an ink jet recording system.

印刷可能領域としてミシン目を有する印刷用紙に対して、銀塩写真同様にレイアウトして印刷するインクジェット記録装置がある。これは、印刷後にミシン目に沿って用紙の外周部分を除去する事によって、余白のない印字物を得る技術である。しかしながら、この技術では、ユーザーが印字物各々に対し外周部除去の行為が発生し、大量に印字する場合の負荷が大きい。また、この除去された外周部は直ちに廃却されるため紙資源の消費としても環境に対する負荷が大きい。   2. Description of the Related Art There is an ink jet recording apparatus that lays out and prints on a printing sheet having a perforation as a printable area in the same manner as a silver salt photograph. This is a technique for obtaining a printed matter with no margin by removing the outer peripheral portion of the paper along the perforation after printing. However, with this technology, the user is required to remove the outer peripheral portion of each printed matter, and the load when printing a large amount is large. In addition, since the removed outer peripheral portion is immediately discarded, the load on the environment is large even when paper resources are consumed.

これを解決するために、所望の大きさにカットされた用紙を使用し、上記のような銀塩写真同様の余白のない全面レイアウト印刷を可能にするインクジェット記録装置がある。ソフトウェア上で印字領域を用紙幅以上にレイアウトし全面に印刷する技術である。従来は用紙端部から用紙外部に吐出されたインクが本体プラテン上に堆積し、後に供給される用紙を汚染していた。プラテンの用紙端部に位置する場所にインク吸収体を配置することにより、後から供給される用紙を汚すことなく全面レイアウトが可能になった。
特開2000−351205 特開2002−086757
In order to solve this problem, there is an ink jet recording apparatus that uses a sheet cut to a desired size and enables full-surface layout printing without margins similar to the above-described silver halide photography. This is a technique for printing on the entire surface by laying out the printing area on the software to be larger than the paper width. Conventionally, ink ejected from the edge of the paper to the outside of the paper accumulates on the main body platen and contaminates the paper supplied later. By disposing the ink absorber at a position located at the paper edge of the platen, it is possible to lay out the entire surface without soiling the paper supplied later.
JP 2000-351205 A JP2002-086757

このインク吸収体は本体のプラテンに収納され、本体寿命と同等の期間に印刷するために必要な量のインク吸収性能が求められる。このため、使用頻度の多いユーザーにとってはプリンタを使用するに従い、プリンタ本体に蓄積されるインクによりプリンタの重量が増加し、持ち運ぶのが難しくなる。また、使用頻度の少ないユーザーにとっても、使用頻度の多いユーザーと同等のインク吸収体が本体に予め設置されているため、最終的に使用しないまま廃棄される吸収体もある。さらに、本体内に蓄積されるインクが姿勢差や環境変化によって漏れないように、漏れに対する信頼性のマージンを高くするためには必要吸収量よりも吸収可能インク量を充分余裕を見たものでなければならない。これらの事から、従来は本体内の吸収体を減らし、プリンタ本体を小型にする事が困難であった。   This ink absorber is housed in the platen of the main body, and an ink absorbing performance of an amount necessary for printing in a period equivalent to the life of the main body is required. For this reason, for a user who frequently uses the printer, as the printer is used, the weight of the printer increases due to the ink accumulated in the printer body, which makes it difficult to carry. Further, even for a user who is not frequently used, an ink absorber equivalent to a user who is frequently used is installed in the main body in advance, so that there is an absorber which is finally discarded without being used. Furthermore, in order to increase the margin of reliability against leakage so that the ink accumulated in the main body does not leak due to posture differences or environmental changes, the amount of ink that can be absorbed is sufficiently larger than the required amount of absorption. There must be. For these reasons, it has been difficult to reduce the size of the printer body by reducing the number of absorbers in the body.

また、交換型のインクカートリッジ内部にインク吸収体を配置し、所定の開口部を設け、その吸収体で直接インクを保持する場合がある。しかしながら、この場合、ユーザーが無意識のうちにケース開口部から直接吸収体に触れてしまうおそれがあり、インクで手を汚す可能性がある。また、ユーザーの手の汚れを防ぐためにシャッター(図7の6)が設けられることがあったが、板金の加工部品が必要であり、部品コストが高くなるデメリットがあった。   In some cases, an ink absorber is disposed inside a replaceable ink cartridge, a predetermined opening is provided, and the ink is directly held by the absorber. However, in this case, the user may unintentionally touch the absorber directly from the case opening, and there is a possibility that the hand is stained with ink. Further, a shutter (6 in FIG. 7) is sometimes provided to prevent the user's hand from being soiled. However, there is a demerit that the processing cost of the sheet metal is necessary and the cost of the parts is increased.

そこで本発明の目的は、インクジェットヘッドとそのインクジェットヘッドへインクを供給する供給機構とを有するインクジェットプリンタに着脱可能なインクカートリッジにおいて、小型・軽量のプリンタを実現でき、かつユーザーがカートリッジに触れてもインクで手を汚す可能性の低い、安価で高信頼性のインクカートリッジを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a small and lightweight printer that can be attached to and detached from an ink jet printer having an ink jet head and a supply mechanism for supplying ink to the ink jet head. It is an object to provide an inexpensive and highly reliable ink cartridge with a low possibility of smearing hands with ink.

上記目的を達成するために本発明は、インクジェットヘッドとそのインクジェットヘッドへインクを供給する供給機構とを有するインクジェットプリンタに着脱可能なインクカートリッジにおいて、インクジェットカートリッジ外部の少なくとも一面に、液体吸収部材が配置されていることを特徴とする。   To achieve the above object, the present invention provides an ink cartridge that is detachable from an ink jet printer having an ink jet head and a supply mechanism that supplies ink to the ink jet head, and a liquid absorbing member is disposed on at least one surface outside the ink jet cartridge. It is characterized by being.

このとき、カートリッジ内に収納されているインク量によって、印刷可能枚数は規定され、その印刷に必要な量のインク吸収性能を持つ吸収部材を内部に配置する。これは、従来プリンタ内に配置していた吸収体の体積と比較して充分小さく、プリンタ本体を小型化することができる。また、吸収部材の表面に付着したインクが速やかに内部へ拡散され保持されるため表面をユーザーが無意識に触れてもインクで手を汚す可能性の小さい高信頼性のインクカートリッジを提供することができる。   At this time, the number of printable sheets is defined by the amount of ink stored in the cartridge, and an absorbing member having an ink absorbing performance of an amount necessary for the printing is disposed inside. This is sufficiently smaller than the volume of the absorber that has been conventionally arranged in the printer, and the printer body can be miniaturized. In addition, since the ink adhering to the surface of the absorbing member is quickly diffused and held inside, it is possible to provide a highly reliable ink cartridge that is less likely to stain the hand with ink even if the user touches the surface unintentionally. it can.

本発明により、インクジェットヘッドとそのインクジェットヘッドへインクを供給する供給機構とを有するインクジェットプリンタに着脱可能なインクカートリッジにおいて、小型・軽量のプリンタを実現でき、かつユーザーがカートリッジに触れてもインクで手を汚す可能性の低い、安価で高信頼性のインクカートリッジを提供することが可能になる。   According to the present invention, an ink cartridge that can be attached to and detached from an ink jet printer having an ink jet head and a supply mechanism that supplies ink to the ink jet head can be realized as a small and lightweight printer, and even if a user touches the cartridge, the ink cartridge can be used with ink. It is possible to provide an inexpensive and highly reliable ink cartridge with a low possibility of fouling.

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明のインクカートリッジにおける、第一の実施形態を示す概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of the ink cartridge of the present invention.

図1に示すインクカートリッジは、インクを収容するインク収容容器をインクカートリッジ筐体2とインクカートリッジ蓋1、カートリッジ下蓋4で構成された容器に収められている。   In the ink cartridge shown in FIG. 1, an ink storage container for storing ink is stored in a container including an ink cartridge casing 2, an ink cartridge lid 1, and a cartridge lower lid 4.

図1のインクカートリッジの内部を説明するために、図1のAA部を切断し、内部構成を図2にて説明する。インクカートリッジには、インクジェットプリンタで使用するインクC、M、Yをそれぞれ収納するインク収容容器部3がある。本インクカートリッジを使用した液体供給システムでは、インクジェットヘッドに設けられた針状筒(図示せず)がジョイント部5に挿通され、インク収容容器内のインクがインクジェットヘッド101へ導出される。このとき、インク収容容器は内部に収納されたインクの導出に対応して変形する袋状の容器を使用した。インクの吐出は、ノズルの吐出口近傍に配置した発熱素子または振動素子(図示せず)の熱もしくは振動エネルギーにより、ノズル内の液体を押し出すことにより行われる。このように、吐出後に間欠的に、ヘッド内タンクに接続したポンプの負圧を動力としてインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはインク収容容器から吸い上げられる。   In order to describe the inside of the ink cartridge of FIG. 1, the AA portion of FIG. 1 is cut, and the internal configuration will be described with reference to FIG. The ink cartridge includes an ink container portion 3 that stores inks C, M, and Y used in the ink jet printer. In the liquid supply system using this ink cartridge, a needle-like tube (not shown) provided in the ink jet head is inserted into the joint portion 5 and the ink in the ink container is led out to the ink jet head 101. At this time, as the ink container, a bag-like container that deforms in accordance with the lead-out of the ink stored inside was used. Ink is ejected by extruding the liquid in the nozzle by heat or vibration energy of a heating element or vibration element (not shown) arranged in the vicinity of the nozzle outlet. In this way, the cycle of filling ink is repeated intermittently after ejection using the negative pressure of the pump connected to the tank in the head as power, and the ink is sucked up from the ink container.

インク収容容器部3はインクカートリッジの投影面積が最小になるように、幅32mm、長さ130mm厚さ0.1mmのフィルムを熱溶着で貼り合わせて作製した。インクを収納したインク袋の厚みは各3mmである。インクジェットプリンタでは吐出信頼性を確保するために回復操作を行うが、回復操作に必要なインク容量と、本実施例では用紙50枚が印字可能なインク容量、を加えてインク(シアン、マゼンタ、イエロー)各4mlを収容している。この回復操作で使用したインクは本体の排出口(図示せず)から第二開口部22に排出されインク吸収体102へ吸収・保持される。本実施例では、このインク吸収体102の吸収可能インク量を12mlに設定しているが、本発明はこれに限定されない。   The ink container 3 was prepared by bonding a film having a width of 32 mm, a length of 130 mm, and a thickness of 0.1 mm by heat welding so that the projected area of the ink cartridge was minimized. Each ink bag containing ink has a thickness of 3 mm. Inkjet printers perform recovery operations to ensure ejection reliability. Ink (cyan, magenta, yellow) is added to the ink capacity required for recovery operations and the ink capacity that can print 50 sheets of paper in this embodiment. ) Contains 4ml each. The ink used in the recovery operation is discharged from the discharge port (not shown) of the main body to the second opening 22 and is absorbed and held in the ink absorber 102. In this embodiment, the amount of ink that can be absorbed by the ink absorber 102 is set to 12 ml, but the present invention is not limited to this.

カートリッジ蓋1の表面には、厚み280μmの基材が紙でできたインクジェット用記録媒体をインク吸収部材7として、インク受容層が外面になるように貼り付けた。この時カートリッジ蓋1には深さ300μmの凹みがあらかじめ設けてあり、吸収部材7がカートリッジ外部へ出ないようにし、着脱時に本体との干渉を防いでいる。また、この凹部は吸収部材7を取り付ける時の位置決めとした。この吸収部材7は、被記録媒体よりも大きな範囲に印字し、余白なし印字をするときに使用される。この吸収部材は、被記録媒体に吸収されなかったインクを吸収・保持し、浮遊ミストによる印字品位の劣化を防止している。本実施例では、この吸収部材の大きさは、被記録媒体よりも幅の広い130mm、ノズル列(図示せず)よりも長い20mmとしているが、本発明はこれに限定されない。また、本実施例では、紙基材のインクジェット用記録媒体を使用したが、プラスチックベースの記録媒体を使用してもよい。また、基材はカートリッジ蓋と同じ材質、またはカートリッジ蓋に溶着可能な材質を使用し、直接溶着してもよい。また、本実施例ではインクジェット用記録媒体を吸収部材として使用しているため、媒体の受容層に吸収したインクが再転写してユーザーの手を汚す可能性が低いことは容易に理解できるが、本実施例における吸収部材が、インクジェット用記録媒体に限定されるものではない。   On the surface of the cartridge lid 1, an ink jet recording medium made of paper with a base material having a thickness of 280 μm was attached as an ink absorbing member 7 so that the ink receiving layer was on the outer surface. At this time, the cartridge lid 1 is provided with a recess having a depth of 300 μm in advance, so that the absorbing member 7 does not come out of the cartridge, and prevents interference with the main body during attachment / detachment. Moreover, this recessed part was used as the positioning when attaching the absorbing member 7. The absorbing member 7 is used for printing in a range larger than the recording medium and printing without margins. This absorbing member absorbs and retains ink that has not been absorbed by the recording medium, and prevents deterioration in print quality due to floating mist. In this embodiment, the size of the absorbing member is 130 mm wider than the recording medium and 20 mm longer than the nozzle row (not shown), but the present invention is not limited to this. In this embodiment, a paper-based ink jet recording medium is used. However, a plastic-based recording medium may be used. The base material may be directly welded using the same material as the cartridge lid or a material that can be welded to the cartridge lid. In this embodiment, since the ink jet recording medium is used as the absorbing member, it can be easily understood that the ink absorbed in the receiving layer of the medium is less likely to be retransferred and dirty the user's hand. The absorbing member in the present embodiment is not limited to the inkjet recording medium.

以上のように、インク収容容器部3、インク吸収体102を内包したインクカートリッジの外面にインク吸収部材7を設けることで本実施例のインクカートリッジが完成する。   As described above, the ink cartridge of the present embodiment is completed by providing the ink absorbing member 7 on the outer surface of the ink cartridge containing the ink container portion 3 and the ink absorber 102.

本発明の実施形態を説明する。   An embodiment of the present invention will be described.

インクカートリッジは、インクを収容するインク収容容器をインクカートリッジ筐体2とインクカートリッジ蓋1、カートリッジ下蓋4で構成された容器に収められている。内部構成を図3にて説明する。インクカートリッジには、インクジェットプリンタで使用するインクC、M、Yをそれぞれ収納するインク収容容器部3がある。本インクカートリッジを使用した液体供給システムでは、インクジェットヘッド101(図4)に設けられた針状筒(図示せず)がジョイント部5に挿通され、インク収容容器内のインクがインクジェットヘッド101へ導出される。このとき、インク収容容器は内部に収納されたインクの導出に対応して変形する袋状の容器を使用した。インクの吐出は、ノズルの吐出口近傍に配置した発熱素子または振動素子(図示せず)の熱もしくは振動エネルギーにより、ノズル内の液体を押し出すことにより行われる。このように、吐出後に間欠的に、ヘッド内タンクに接続したポンプの負圧を動力としてインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはインク収容容器から吸い上げられる。   In the ink cartridge, an ink storage container for storing ink is housed in a container including an ink cartridge housing 2, an ink cartridge lid 1, and a cartridge lower lid 4. The internal configuration will be described with reference to FIG. The ink cartridge includes an ink container portion 3 that stores inks C, M, and Y used in the ink jet printer. In the liquid supply system using the ink cartridge, a needle-like tube (not shown) provided in the ink jet head 101 (FIG. 4) is inserted into the joint portion 5, and the ink in the ink container is led to the ink jet head 101. Is done. At this time, as the ink container, a bag-like container that deforms in accordance with the lead-out of the ink stored inside was used. Ink is ejected by extruding the liquid in the nozzle by heat or vibration energy of a heating element or vibration element (not shown) arranged in the vicinity of the nozzle outlet. In this way, the cycle of filling ink is repeated intermittently after ejection using the negative pressure of the pump connected to the tank in the head as power, and the ink is sucked up from the ink container.

インク収容容器部3はインクカートリッジの投影面積が最小になるように、幅32mm、長さ130mm厚さ0.1mmのフィルムを熱溶着で貼り合わせて作製した。インクを収納したインク袋の厚みは各3mmである。インクジェットプリンタでは吐出信頼性を確保するために回復操作を行うが、回復操作に必要なインク容量と、本実施例では用紙50枚が印字可能なインク容量、を加えてインク(シアン、マゼンタ、イエロー)各4mlを収容している。この回復操作で使用したインクは本体の排出口(図示せず)から第二開口部22に排出されインク吸収体102へ吸収・保持される。本実施例では、このインク吸収体102の吸収可能インク量を12mlに設定しているが、本発明はこれに限定されない。   The ink container 3 was prepared by bonding a film having a width of 32 mm, a length of 130 mm, and a thickness of 0.1 mm by heat welding so that the projected area of the ink cartridge was minimized. Each ink bag containing ink has a thickness of 3 mm. Inkjet printers perform recovery operations to ensure ejection reliability. Ink (cyan, magenta, yellow) is added to the ink capacity required for recovery operations and the ink capacity that can print 50 sheets of paper in this embodiment. ) Contains 4ml each. The ink used in the recovery operation is discharged from the discharge port (not shown) of the main body to the second opening 22 and is absorbed and held in the ink absorber 102. In this embodiment, the amount of ink that can be absorbed by the ink absorber 102 is set to 12 ml, but the present invention is not limited to this.

カートリッジ蓋1の表面には幅130mm、長さ20mm、深さ300μmの凹みが設けてある。ここカルボキシルメチルセルロース10wt%水溶液を滴下した。その後に120℃の恒温漕で10分間乾燥し吸収部材7とした。この吸収部材は、被記録媒体に吸収されなかったインクを吸収・保持し、浮遊ミストによる印字品位の劣化を防止しており、25%dutyの画像50枚分、約0.2mlのインクを吸収することができる。ここで吸収部材にカルボキシルメチルセルロースを使用しているが、ポリビニルアルコールまたはスチレンアクリル酸またはポリビニルピロリドンでもよい。本実施例において、カルボキシルメチルセルロースがインクを吸収し、再転写しない状態になるには、約1時間の放置時間が必要である。ユーザーがカートリッジを速やかに取り外す可能性がある場合には、この吸収部材7の表層を、更に外層が親水性繊維、内層が疎水性繊維によって構成される積層皮膜で被覆することが望ましい。親水性繊維の面に付着したインクは、その繊維上での接触角が小さいことから速やかに付着位置から広い範囲に拡散し、局所的なインク過多を防止することができる。次に、広範囲の親水性繊維に拡散したインクは、より高い毛管力の疎水性繊維へと速やかに移動する。そして、このインクが前記吸収部材7に吸収される。このインクの移動は速やかに、かつ不可逆的に進行する。以上の機構により、ユーザーが速やかにカートリッジを取り外した場合に、ユーザーの手にインクが再転写する可能性が低下し、より信頼性の高いカートリッジを提供することができる。   The surface of the cartridge lid 1 is provided with a recess having a width of 130 mm, a length of 20 mm, and a depth of 300 μm. Here, a 10 wt% aqueous solution of carboxymethylcellulose was added dropwise. Thereafter, the absorbent member 7 was obtained by drying at 120 ° C. for 10 minutes. This absorbing member absorbs and retains ink that has not been absorbed by the recording medium, prevents print quality deterioration due to floating mist, and absorbs about 0.2 ml of ink for 50 images of 25% duty. be able to. Here, carboxymethyl cellulose is used for the absorbing member, but polyvinyl alcohol, styrene acrylic acid or polyvinyl pyrrolidone may be used. In this embodiment, it takes about 1 hour to allow the carboxymethyl cellulose to absorb the ink and not transfer again. When there is a possibility that the user can quickly remove the cartridge, it is desirable to coat the surface layer of the absorbent member 7 with a laminated film further comprising an outer layer made of hydrophilic fibers and an inner layer made of hydrophobic fibers. The ink adhering to the surface of the hydrophilic fiber has a small contact angle on the fiber, so that it quickly diffuses from the adhering position to a wide range, and local excess of ink can be prevented. Next, the ink that has diffused into a wide range of hydrophilic fibers quickly moves to hydrophobic fibers with higher capillary force. This ink is absorbed by the absorbing member 7. This ink movement proceeds promptly and irreversibly. With the above mechanism, when the user quickly removes the cartridge, the possibility of retransfer of ink to the user's hand is reduced, and a more reliable cartridge can be provided.

以上のように、インク収容容器部3、インク吸収体102を内包したインクカートリッジの外面に、インク吸収部材7を設けることで本実施例のインクカートリッジが完成する。   As described above, the ink cartridge of the present embodiment is completed by providing the ink absorbing member 7 on the outer surface of the ink cartridge containing the ink container portion 3 and the ink absorber 102.

以下、本発明の実施形態を図で説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は本発明のインクジェット記録装置を示す概略斜視図である。インクジェット記録装置内で被記録媒体103が搬送され、搬送方向に直交してインクジェットヘッド101が走査される。インクカートリッジ100は、被記録媒体103が常にインクカートリッジ100とインクジェットヘッド101間にあるように配置される。かつインクカートリッジ100は、インクカートリッジ100の2箇所の第一開口部21がそれぞれ被記録媒体103の搬送方向の端部とインクジェットヘッド101の走査方向とのになるように配置される。すなわち被記録媒体104の端部およびその外側に吐出されたインクを第一開口部21に位置する第一吸収体11にて吸収される。ここで初期速度v0を持つ半径aの液滴が空気中を飛行している場合の、液滴の運動についての理論的計算を行い説明する。25℃ 1気圧での空気の密度はρ空気=1.29e-03g/cm^3、空気の運動粘性率は、ν空気=1.50e-01cm^2/sである。レイノルズ数Rは特徴的な長さL、運動粘性率ν空気、速度vとして
R=L・v/ν空気
で表される。v=14m/sを用いると R=1〜20 であり充分小さい。レイノルズ数Rが充分小さい場合、ナビエス・トークス方程式の慣性項を無視して近似解(ストークス近似)を得ることが出来る。つまり、液滴の周りの空気流について
divv =0
∂v /∂t=-1/ρ空気・grad p+ν空気Δv
の線形方程式を解く。液滴の運動についは、上式から空気流が及ぼす液滴にかかる抵抗力を計算する。抵抗力 F は、液滴の半径a、速度vの時
F=6πρ空気ν空気 av
で表される.従って液滴の運動方程式は
md/dt・(dx/dt)=-6πρ空気ν空気 a・dx/dt
となる(液滴の質量をm,液滴はx軸方向に飛翔しているとした).この微分方程式の解は,初期条件としてdx/dt|t=0=v0,x|t=0=0とすれば
x=mv0/(6πρ空気ν空気 a)・(1-exp(-6πρ空気ν空気 a/m・t))
dx/dt=v0・exp(-6πρ空気ν空気 a/m・t)
である。液滴の質量の代わりに液滴半径aとインク密度ρインクを用いれば、m=4/3・π a^3・ρインクから
x=2ρインク v0 a^2/(9ρ空気ν空気)・
(1-exp(-9ρ空気ν空気/(2ρインク a^2)・t))
dx/dt=v0・exp(-9ρ空気ν空気/(2ρインク a^2)・t)
を得る。初速度を14m/sと前提とした。液滴を球と仮定した場合、各体積における液滴の半径毎に、液滴の位置(オリフィスからの距離)の経時変化を求めた。(図6)ストークス近似により吐出直後(t0=0[s])からの経過時間t[s]とt時点での速度v[m/s]の関係を示すことができる。ここから、吐出するインク体積毎の経過時間t[s]とその時の到達距離x[mm](吐出直後をx=0とする)の関係を導き図6に示した。経過時間とともに吐出速度は低下し、1m/s以下では吐出液滴が機内に浮遊した状態となって、被記録媒体103に付着した場合印字品位を低下させる可能性がある。特に、0.5pl以上の吐出液滴が被記録媒体に付着すると肉眼で判別できる印字品位の劣化を引き起こす。従って、0.5plの吐出液滴を機内に浮遊させないため、図5に示すようにインクジェットヘッドの吐出口面と吸収体11間の距離を3mm以下とするようにインクカートリッジをインクジェット記録装置に配置させている。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the ink jet recording apparatus of the present invention. The recording medium 103 is transported in the ink jet recording apparatus, and the ink jet head 101 is scanned perpendicular to the transport direction. The ink cartridge 100 is disposed so that the recording medium 103 is always between the ink cartridge 100 and the inkjet head 101. In addition, the ink cartridge 100 is arranged such that the two first openings 21 of the ink cartridge 100 are respectively located at the end in the transport direction of the recording medium 103 and the scanning direction of the inkjet head 101. That is, the ink ejected to the end of the recording medium 104 and to the outside thereof is absorbed by the first absorber 11 located in the first opening 21. Here, a theoretical calculation of the motion of a droplet when a droplet with a radius a having an initial velocity v0 is flying in the air will be described. The density of air at 25 ° C and 1 atm is ρ air = 1.29e-03g / cm ^ 3, and the kinematic viscosity of air is ν air = 1.50e-01cm ^ 2 / s. Reynolds number R is characteristic length L, kinematic viscosity ν air, velocity v
R = L · v / ν Air. When v = 14 m / s is used, R = 1 to 20, which is sufficiently small. When the Reynolds number R is sufficiently small, an approximate solution (Stokes approximation) can be obtained by ignoring the inertia term of the Navier-Stokes equation. In other words, the air flow around the droplet
divv = 0
∂v / ∂t = -1 / ρ air ・ grad p + ν air Δv
Solve the linear equation For the movement of the droplet, the resistance force exerted on the droplet by the air flow is calculated from the above equation. Resistance force F is when the droplet radius is a and velocity is v
F = 6πρ air ν air av
It is represented by So the equation of motion of the droplet is
md / dt ・ (dx / dt) =-6πρ air ν air a ・ dx / dt
(The mass of the droplet is m, and the droplet is flying in the x-axis direction.) The solution of this differential equation is as follows: dx / dt | t = 0 = v0, x | t = 0 = 0
x = mv0 / (6πρ air ν air a) ・ (1-exp (-6πρ air ν air a / m ・ t))
dx / dt = v0 · exp (-6πρ air ν air a / m · t)
It is. If droplet radius a and ink density ρ ink are used instead of droplet mass, m = 4/3 · π a ^ 3 · ρ ink
x = 2ρ ink v0 a ^ 2 / (9ρ air ν air)
(1-exp (-9ρ air ν air / (2ρ ink a ^ 2) · t))
dx / dt = v0 ・ exp (-9ρ air ν air / (2ρ ink a ^ 2) ・ t)
Get. The initial speed was assumed to be 14m / s. When the droplet was assumed to be a sphere, the change with time of the position of the droplet (distance from the orifice) was obtained for each radius of the droplet in each volume. (FIG. 6) The relationship between the elapsed time t [s] from immediately after discharge (t0 = 0 [s]) and the velocity v [m / s] at time t can be shown by Stokes approximation. From this, the relationship between the elapsed time t [s] for each ink volume to be ejected and the arrival distance x [mm] at that time (x = 0 immediately after ejection) is derived and shown in FIG. The ejection speed decreases with the elapse of time, and at 1 m / s or less, the ejected liquid droplets float in the apparatus, and there is a possibility that the print quality is degraded when adhering to the recording medium 103. In particular, when a discharged droplet of 0.5 pl or more adheres to the recording medium, it causes deterioration in print quality that can be discriminated with the naked eye. Therefore, in order to prevent 0.5 pl of ejected droplets from floating in the apparatus, the ink cartridge is arranged in the inkjet recording apparatus so that the distance between the ejection port surface of the inkjet head and the absorber 11 is 3 mm or less as shown in FIG. ing.

本発明の第一の実施例を示すインクカートリッジ全体の概略斜視図。1 is a schematic perspective view of an entire ink cartridge showing a first embodiment of the present invention. 図1のA-A断面図。AA sectional drawing of FIG. 本発明の第二の実施例を示すインクカートリッジの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of an ink cartridge showing a second embodiment of the present invention. 本発明の第三の実施例を示すインクジェット記録装置の概略斜視図。FIG. 6 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus showing a third embodiment of the present invention. 図4のB-B断面図。BB sectional drawing of FIG. 吐出時からの経過時間と到達距離を示すグラフ。The graph which shows the elapsed time and reach | attainment distance from the time of discharge. 従来のインクカートリッジを示す概略斜視図。FIG. 6 is a schematic perspective view showing a conventional ink cartridge.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクカートリッジ蓋
2 インクカートリッジ筐体
3 インク収容容器部
4 インクカートリッジ下蓋
5 ジョイント部
6 シャッター
7 液体吸収部材
8 多層フィルム
21 第一開口部
22 第二開口部
100 インクカートリッジ
101 インクジェットヘッド
102 吸収体
103 記録用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink cartridge cover 2 Ink cartridge housing | casing 3 Ink storage container part 4 Ink cartridge lower cover 5 Joint part 6 Shutter 7 Liquid absorption member 8 Multilayer film 21 1st opening part 22 2nd opening part 100 Ink cartridge 101 Inkjet head 102 Absorber 103 Recording paper

Claims (11)

被記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドへ液体を供給する液体供給機構とを有する印字装置に着脱可能なインクカートリッジであって、
前記インクジェットカートリッジ外部の少なくとも一面に、基材および基材の少なくとも一方の面に設けたインク受容層を含む記録媒体が配置されていることを特徴とするインクカートリッジ。
An ink cartridge that is detachable from a printing apparatus having a liquid discharge head that discharges liquid to a recording medium and a liquid supply mechanism that supplies liquid to the liquid discharge head,
An ink cartridge, wherein a recording medium including a base material and an ink receiving layer provided on at least one surface of the base material is disposed on at least one surface outside the ink jet cartridge.
前記記録媒体のインク受容層が、必須成分としてポリビニルアセタール樹脂とシリカ微粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載のインクカートリッジ。   The ink cartridge according to claim 1, wherein the ink receiving layer of the recording medium contains polyvinyl acetal resin and silica fine particles as essential components. 前記記録媒体の基材がプラスチックフィルムである事を特徴とする請求項1に記載のインクカートリッジ。   2. The ink cartridge according to claim 1, wherein the base material of the recording medium is a plastic film. 前記記録媒体の基材が前記インクカートリッジの外装部材と同材質で、相互に溶融して保持されている事を特徴とする請求項3に記載のインクカートリッジ。   4. The ink cartridge according to claim 3, wherein the base material of the recording medium is made of the same material as the exterior member of the ink cartridge and is melted and held mutually. 前記記録媒体の基材が紙である事を特徴とする請求項1に記載のインクカートリッジ。   2. The ink cartridge according to claim 1, wherein the base material of the recording medium is paper. 被記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドへ液体を供給する液体供給機構とを有する印字装置に着脱可能なインクカートリッジであって、
前記インクジェットカートリッジ外部の少なくとも一面に、液体吸収部材が配置されていることを特徴とするインクカートリッジ。
An ink cartridge that is detachable from a printing apparatus having a liquid discharge head that discharges liquid to a recording medium and a liquid supply mechanism that supplies liquid to the liquid discharge head,
An ink cartridge, wherein a liquid absorbing member is disposed on at least one surface outside the ink jet cartridge.
前記液体吸収部材が高分子吸収体であることを特徴とする請求項6に記載のインクカートリッジ。   The ink cartridge according to claim 6, wherein the liquid absorbing member is a polymer absorber. 前記液体吸収部材がポリビニルアルコールまたはカルボキシルメチルセルロースまたはスチレンアクリル酸またはポリビニルピロリドンであることを特徴とする請求項6に記載のインクカートリッジ。   The ink cartridge according to claim 6, wherein the liquid absorbing member is polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, styrene acrylic acid, or polyvinyl pyrrolidone. 外層が親水性繊維、内層が前記親水性繊維よりも高毛管力の疎水性繊維によって構成される多層フィルムの疎水性繊維側が、液体吸収部材を被覆していること事を特徴とする請求項6に記載のインクカートリッジ。   The liquid absorbent member is coated on the hydrophobic fiber side of a multilayer film in which the outer layer is made of hydrophilic fibers and the inner layer is made of hydrophobic fibers having a higher capillary force than the hydrophilic fibers. The ink cartridge described in 1. 請求項1または6に記載のインクカートリッジの液体吸収部材が、前記液体吐出ヘッドの吐出口が配置されている面と対抗するように配置されることを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus, wherein the liquid absorbing member of the ink cartridge according to claim 1 or 6 is disposed so as to face a surface on which the discharge port of the liquid discharge head is disposed. 請求項1または6に記載のインクカートリッジの液体吸収部材表面と、前記液体吐出ヘッドの吐出口が配列されている面間の距離が3mm以下に配置されることを特徴とするインクジェット記録装置。
An ink jet recording apparatus, wherein a distance between a surface of the liquid absorbing member of the ink cartridge according to claim 1 and a surface on which the discharge ports of the liquid discharge head are arranged is 3 mm or less.
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